Experimental Testing and Finite-Element Modeling to Evaluate the Effects of Aggregate Angularity on Bituminous Mixture Performance

Souza, Leonardo T; Kim, Yong-Rak; Souza, Flavio V.; Castro, Leandro S.

doi:10.1061/(asce)mt.1943-5533.0000386

Cited by 68 publications

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“…The following references are examples of studies conducted with material passing sieve #16: (Zollinger, 2005;Masad et al, 2008Arambula et al, 2007;Bhasin et al, 2008;Caro et al, 2008Caro et al, , 2010Vasconcelos et al, 2010Vasconcelos et al, , 2011You, Adhikari, & Kutay, 2009;Palvadi, 2011;Caro, Beltrán, Alvarez, & Estakhri, 2012;Palvadi et al, 2012;Im, 2012;Izadi, 2012;Souza, Kim, Souza, & Castro, 2012;Tong et al, 2013Tong et al, , 2015Arega et al, 2013;Kanaan et al, 2014;Aragão et al, 2014;Im et al, 2015;Gudipudi & Underwood, 2015;Nabizadeh, 2015;Karki, Kim, & Little, 2015;Karki, Kim, & Little, 2015;Cravo et al, 2016;Karki et al, 2016;Haghshenas et al, 2016;Cucalon et al, 2017).…”

Section: Nominal Maximum Aggregate Size For Famsmentioning

confidence: 99%

Evaluation of the fatigue damage behavior of fine aggregate matrices prepared with modified asphalt binders

Ng¹

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ACKNOWLEDGEMENTSPrimeiramente gostaria de agradecer aos meus pais Ng Chi Wai e Jussara Ng pelo apoio durante a minha formação acadêmica e por estarem presente mesmo estando longe. Os senhores sempre deram o devido valor para a nossa educação não medindo esforços para que tivéssemos uma boa formação. Serei eternamente grata pela dedicação de vocês. Amo vocês.Ao meu orientador, professor Adalberto Leandro Faxina, pelo enorme aprendizado durante o doutorado e pela orientação durante o desenvolvimento deste trabalho. Também a sua esposa Marcia Guidini Faxina e seu filho Ettore Guidini Faxina, por me acolherem como parte da família no período em que moramos em Austin, TX e pelos bons momentos que passamos juntos.As agências de fomento CNPq pela bolsa de doutorado (870343/1997-1) e a CAPES pela bolsa de doutorado sanduíche no exterior (BEX: 6394-15-9).Aos professores Glauco Tulio Pessa Fabbri e Verônica Castelo Branco pelas contribuições feitas no meu exame de qualificação.To Dr. Amit Bhasin for the opportunity to work in your research group at the University of Texas at Austin, US. I learned much more than I expected during the period that I worked with you. Thank you so much for your patience and for the opportunity. O processo de trincamento por fadiga ocorre devido ao carregamento dinâmico repetido do tráfego de veículos pesados. Este fenômeno tem o início por meio de microtrincas e se propaga por meio de duas condições: (i) após a ruptura adesiva, quando a trinca ocorre na interface entre agregado e mástique, e/ou (ii) após a ruptura coesiva, quando o processo de trincamento ocorre no mástique. Com base nesta interpretação para o trincamento por fadiga em mistura asfáltica, pesquisadores vêm usando matrizes de agregado fino (MAFs) para estimar o comportamento da mistura asfáltica completa quanto ao dano por fadiga. Boa correlação é observada entre as propriedades da MAF e da mistura asfáltica completa (MAC) em estudos relacionados ao dano por umidade, fadiga e deformação permanente. Com relação a resistência de pavimentos flexíveis, é importante avaliar o efeito do uso de ligantes asfálticos modificados e do envelhecimento do ligante nas propriedades da mistura asfáltica, uma vez que ligantes modificados podem melhorar o comportamento da mistura asfáltica quanto ao dano por fadiga, e o envelhecimento do ligante asfáltico pode enrijecer o material tornando-o mais frágil, reduzindo a vida de fadiga das misturas asfálticas. Levando em consideração as evidências apresentadas, este estudo tem por objetivo avaliar o efeito de ligantes asfálticos modificados e o nível de envelhecimento na vida de fadiga das MAFs, mástiques e ligantes asfálticos. Estas três escalas da mistura asfáltica completa foram compostas por quatro ligantes asfálticos (CAP 50/70, CAP+PPA, CAP+SBS e CAP+borracha) envelhecidos a curto e a longo prazo. As propriedades das três escalas quanto ao dano por fadiga foram avaliadas por meio dos conceitos da teoria do dano contínuo em meio viscoelástico (VECD), uma vez que esta teoria é capaz de prever o com...

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Section: Nominal Maximum Aggregate Size For Famsmentioning

confidence: 99%

Evaluation of the fatigue damage behavior of fine aggregate matrices prepared with modified asphalt binders

Ng¹

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“…Souza et al [9] noted the overall effect of angularity on the mixtures' resistance to fracture damage was positive because aggregate blended with higher CAA value requires more asphalt binder to meet mix design criteria, which mitigates cracking due to increased viscoelastic energy dissipation from the asphalt binder, while angular particles produce a higher stress concentration that results in potential cracks. Rao et al [10] studied the effects of CAA on the shear strength properties of HMA and granular base layers in pavements and developed the new angularity index (AI).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Laboratory Investigation into the Effects of Coarse Aggregate Angularity on Performance of WMA

Zhai

Zheng

et al. 2018

Advances in Materials Science and Engineering

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is study evaluated the effects of coarse aggregate angularity (CAA) on the performances of warm mix asphalt (WMA) because previous studies have predominantly focused on the effects of CAA on the hot mix asphalt (HMA) performances. Five different CAAs were fabricated using Los Angeles abrasion test, and the digital image processing method was used to identify the CAA. Five mixes with different combinations of CAA and Sasobit-modified asphalt binder were prepared according to the Marshall mix design procedure. e performances such as the resistance to rutting and thermal cracking, moisture susceptibility, and volumetric characteristics of WMA were evaluated. e test results indicated that the CAA value was linearly declined with the abrasive wearing passes increased. Higher CAA value improved the potential to resistance to rutting of WMA but was not suitable to enhance the resistance to thermal cracking of WMA due to sharp corners that caused higher stress concentration. In addition, WMA was more prone to develop numerous macrocracking, which resulted in lower moisture susceptibility due to higher CAA value inducing higher air void, VMA, and VCA of WMA.

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“…Subsequently, efforts to obtain a better understanding of fracture in asphalt concrete materials primarily followed an experimental approach [26,27,28,29]. Jenq and Perng [30] developed a cohesive zone model based on the principles of the fictitious crack model for asphalt mixtures and used this model to simulate low-temperature fracture of asphalt overlay on old concrete pavement structures [31] followed by extensive applicationand development of cohesive zone models for simulating fracture in asphalt concrete mixtures [32,33,34,35,36,37,38,39].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

3-D cohesive finite element model for application in structural analysis of heavy duty composite pavements

Skar

Poulsen

2015

Construction and Building Materials

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Experimental Testing and Finite-Element Modeling to Evaluate the Effects of Aggregate Angularity on Bituminous Mixture Performance

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Evaluation of the fatigue damage behavior of fine aggregate matrices prepared with modified asphalt binders

Evaluation of the fatigue damage behavior of fine aggregate matrices prepared with modified asphalt binders

A Laboratory Investigation into the Effects of Coarse Aggregate Angularity on Performance of WMA

3-D cohesive finite element model for application in structural analysis of heavy duty composite pavements

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